СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ



ПРОЦЕССОМ БУРЕНИЯ «ПАРУС»

 

Система автоматизированного управления процессом бурения «Парус» (рис. 8.2) была разработана в ВИЭМС для геологоразведочного бурения. В состав системы входят следующие элементы: датчики технологических параметров, регулируемые приводы, микроЭВМ и устройства связи с объектом. Ядром системы «Парус» является управляющая микроЭВМ.

Информация о состоянии объекта управления поступает в микроЭВМ с датчиков, которые выполнены на базе серийно выпускаемых контрольно-измерительных приборов (КИП), измеряющих скорость бурения v, осевую нагрузку на ПРИ P, угловую скорость бурильной колонны w, крутящий момент М, давление Р* и расход Q промывочной жидкости.

МикроЭВМ обрабатывает поступающую информацию, решает задачу оптимизации процесса бурения и выдает управляющие сигналы gP, , gQ на приводы подачи, вращателя и насосов.

Устройство связи с объектом УСО организует обмен информацией между внешними объектами и микроЭВМ. Оно содержит модуль ввода-вывода дискретной информации, модуль АЦП для преобразования аналоговых сигналов в цифровые и модуль ЦАП для преобразования цифровых сигналов в аналоговые. Аналоговые электрические сигналы, амплитуда которых пропорциональна значениям измеряемых параметров бурения, поступают с КИП в АЦП, где преобразуются в цифровую форму (двоичный код). МикроЭВМ выдает управляющие сигналы gP, , gQ в цифровой форме, которые затем преобразуются в ЦАП в аналоговые электрические сигналы.

Наряду с аналоговыми сигналами в систему через модуль ввода дискретной информации вводится информация с дискретных датчиков, которая необходима для контроля состояния бурового оборудования и определения положения узлов буровой установки (крайнее верхнее или нижнее положение шпинделя). В качестве дискретных датчиков используются реле, промежуточные и конечные выключатели, кнопки.

Для управления буровой установкой в микроЭВМ формируются дискретные управляющие сигналы, которые через модуль вывода дискретной информации осуществляют включение различных электрических цепей управления. Дискретные выходы применяют также для управления исполнительными реверсивными двигателями РД-09, с помощью которых вращаются органы управления буровых установок, например маховик дросселя гидравлической подачи.

Оперативный персонал, обслуживающий технологический процесс бурения, должен иметь возможность общения с системой управления бурением, чтобы получать информацию о состоянии объекта управления, изменять параметры в выполняемых процедурах управления, предпринимать необходимые действия в экстремальных ситуациях. Для этих целей в системе «Парус» имеется пульт оператора – бурового мастера, обеспечивающий связь бурового мастера с управляемым объектом. Пульт имеет в своем составе следующие средства: экранный дисплей, на который по запросу оператора или системой управления выводятся различные данные о процессе бурения; функциональные клавиши с маркировкой для ввода команд и выполнения определенных функций, клавиши цифрового ввода, с помощью которых можно ввести новые значения данных. На лицевой панели пульта размещены светодиоды-индикаторы режима работы системы и текущей технологической информации.

 

 

Рис. 8.2. Структурная схема системы автоматизированного управления процессом

Бурения «Парус»

Реализация функций системы управления «Парус» осуществляется выполнением соответствующих программ, хранящихся в памяти микроЭВМ. Программное обеспечение (ПО) системы разделено на программные модули, каждый из которых реализует определенную функцию автоматизированного управления процессом бурения. В состав ПО входят следующие программы, или модули: сбора и обработки информации, оптимизации режима бурения, распознавания технологических ситуаций, диалога с буровым мастером, накопления и обмена информацией.

Взаимодействие бурового мастера с системой управления процессом бурения происходит в диалоговом режиме. В процессе проходки скважины на экран поступает информация о текущих значениях параметров и показателей бурения, режиме управления (ручной, автоматический).

Буровой мастер следит за процессом бурения, выбирает тактику бурения, задает автоматической системе желаемые характеристики процесса, вырабатывает решения в непредвиденных ситуациях, особенно при авариях. В любой момент времени буровой мастер может перейти на ручное управление, вмешаться в процесс бурения.

Система «Парус» включает в себя технические средства и исполнительные механизмы для оснащения буровых станков, содержащих регулируемые приводы.

Результаты испытаний системы «Парус» показали, что по сравнению с ручным управлением возрастает проходка за цикл, увеличивается скорость бурения, снижаются затраты электроэнергии, технологическая нагрузка на буровой персонал и число аварийных ситуаций.

 


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 180; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ